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通過(guò)紅外成像技術(shù),能夠發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備明顯的、隱蔽的功能性過(guò)熱故障、可以在運(yùn)行條件下監(jiān)視設(shè)備缺陷狀況,識(shí)別和分析設(shè)備缺陷發(fā)展的狀態(tài)。紅外成像檢測(cè)快速、準(zhǔn)確,加強(qiáng)紅外成像檢測(cè)閉環(huán)管理,能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理、預(yù)防重大事故的發(fā)生,實(shí)現(xiàn)設(shè)備安穩(wěn)運(yùn)行。本文就檢測(cè)單位對(duì)電氣設(shè)備紅外成像檢測(cè)的三個(gè)案例就紅外檢測(cè)方法及應(yīng)用給予說(shuō)明,希望引起用戶對(duì)紅外檢測(cè)閉環(huán)管理的足夠重視。
電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的目的是采用有效的檢測(cè)手段和分析診斷技術(shù)，及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài) ,保證設(shè)備的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。以紅外檢測(cè)為例 ,它是一個(gè)檢測(cè)、分析、處理、反饋、復(fù)測(cè)閉環(huán)的過(guò)程。
檢測(cè)單位年復(fù)一年在這個(gè)過(guò)程中積累數(shù)據(jù) ,從而總結(jié)經(jīng)驗(yàn) ,掌握電氣設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn) ,最終與設(shè)備用戶共同實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行的目的。
一.紅外成像檢測(cè)手段的引入
國(guó)內(nèi)外紅外診斷的實(shí)踐證明:在沒(méi)有紅外檢測(cè)前,電力設(shè)備臺(tái)數(shù)在 1% 的故障狀態(tài)下運(yùn)行 , 在紅外檢測(cè)后 1 ~ 3 年 ,電力設(shè)備臺(tái)數(shù)故障率下降到 0.5%, 進(jìn)行紅外診斷后電力系統(tǒng)受益者普遍認(rèn)為:紅外熱像儀是一個(gè)重要的、有效的預(yù)防潛在過(guò)熱故障的武器。
如某高壓線路接頭發(fā)熱，今天是個(gè)小缺陷，明天就可能變成大事故。而再小的缺陷轉(zhuǎn)變成為功能性故障 ,需要大規(guī)模的維修之前一段寬裕的時(shí)間內(nèi) ,紅外熱像儀可以迅速、準(zhǔn)確地找到熱缺陷的部位 ,是控制缺陷靈活、安全有效的方法。
紅外成像檢測(cè)能發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備明顯的、隱蔽的功能性過(guò)熱故障,把多重風(fēng)險(xiǎn)降低;能提前檢出故障信息,使維修工作始終處于主動(dòng)位置,并使成本降低;可以在運(yùn)行條件下監(jiān)視設(shè)備缺陷狀況,識(shí)別和分析設(shè)備缺陷發(fā)展的狀態(tài),擇優(yōu)采取排除故障的措施。
由此可見,充分發(fā)揮紅外成像檢測(cè)快速、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)紅外成像檢測(cè)閉環(huán)管理,能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理、預(yù)防重大事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)設(shè)備安穩(wěn)運(yùn)行。二 紅外檢測(cè)判斷方法
1 表面溫度判斷法
主要適用于電流致熱型和電磁效應(yīng)引起發(fā)熱的設(shè)備。根據(jù)測(cè)得的設(shè)備表面溫度值 ,對(duì)照GB / T11022中高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備各種部件、材料及絕緣介質(zhì)的溫度和溫升極限的有關(guān)規(guī)定 ,結(jié)合環(huán)境氣候條件、負(fù)荷大小進(jìn)行分析判斷。
2同類比較判斷法
根據(jù)同組三相設(shè)備、同相設(shè)備之間及同類設(shè)備之間對(duì)應(yīng)部位的溫差進(jìn)行比較分析。對(duì)于電壓致熱型設(shè)備 ,應(yīng)結(jié)合本標(biāo)準(zhǔn)的(3)條進(jìn)行判斷 ;對(duì)于電流致熱型設(shè)備，應(yīng)結(jié)合本標(biāo)準(zhǔn)的(4)條進(jìn)行判斷。
3圖像特征判斷法
主要適用于電壓致熱型設(shè)備。根據(jù)同類設(shè)備的正常狀態(tài)和異常狀態(tài)的熱像圖 ,判斷設(shè)備是否正常。注意應(yīng)盡量排除各種干擾因素對(duì)圖像的影響，必要時(shí)結(jié)合電氣試驗(yàn)或化學(xué)分析的結(jié)果 ,進(jìn)行綜合判斷。
4相對(duì)溫差判斷法
主要適用于電流致熱型設(shè)備。特別是小負(fù)荷電流致熱型設(shè)備，采用相對(duì)溫差判斷法可降低小負(fù)荷缺陷的漏判率。
δ1=(τ1-τ2)/τ1×100% =(T1-T2)/(T1-T0)×100%
式中 :τ1 和 T1——發(fā)熱點(diǎn)的溫升和溫度 ;τ2 和 T2——正常相對(duì)應(yīng)點(diǎn)的溫升和溫度 ; T0——環(huán)境溫度參照體溫度。5檔案分析判斷法
分析同一設(shè)備不同時(shí)期的溫度場(chǎng)分布 , 找出設(shè)備致熱參數(shù)的變化 , 判斷設(shè)備是否正常。6實(shí)時(shí)分析判斷法
在一段時(shí)間內(nèi)使用紅外熱像儀連續(xù)檢測(cè)某被測(cè)設(shè)備 ,觀察設(shè)備溫度隨負(fù)載、時(shí)間等因素變化的方法。
以上六種紅外檢測(cè)判斷方法并不是單一應(yīng)用的 ,在實(shí)際應(yīng)用中需要2種甚至3種以上方法的結(jié)合分析,下面,就電力設(shè)備故障紅外檢測(cè)方法及應(yīng)用通過(guò)案例分析來(lái)具體說(shuō)明。三 電氣設(shè)備紅外檢測(cè)案例分析1案例一：某作業(yè)部110kV變電站4#主變紅外檢測(cè)
2012年5月8日, 某作業(yè)部110k V變電站4#主變高壓套管B相溫度較高, 為 77.1 °C , 其余 A、C 相分別為 31.3°C、32.1°C , 三相電流分別為119.41A、 118.74A、119.24A。 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集紅外圖像如圖 1 所示 (標(biāo)記部位為發(fā)熱部位)。
分析方法利用表面溫度判斷法、同類比較判斷法、相對(duì)溫差判斷法和檔案分析判斷法,可以看出三相電流平衡,說(shuō)明負(fù)荷平衡,而B相溫度已接近80°C的危急缺陷標(biāo)準(zhǔn)(依據(jù)D L/T664-2008帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范),參考該部位兩年的檢測(cè)結(jié)果(見表1),B 相該部位有嚴(yán)重惡化的趨勢(shì)。懷疑B相套管內(nèi)部有接觸不良。
處理建議及現(xiàn)場(chǎng)缺陷排除反饋(1) 該部電氣車間安排做好日常重點(diǎn)監(jiān)測(cè),隨時(shí)掌握溫升變化,嚴(yán)格控制運(yùn)行方式變化,控制負(fù)荷分配,避免故障部位加劇惡化 ;
(2) 由于故障部位的特殊性,需盡快安排 4# 變壓器停電,并聯(lián)系變壓器廠家對(duì)變壓器套管進(jìn)行檢查。根據(jù)檢測(cè)單位列出的兩年檢測(cè)結(jié)果和提出的處理建議,該部于檢測(cè)當(dāng)日即聯(lián)系了變壓器廠家。
5月14日,該部安排4#主變停電檢修。經(jīng)打開套管后檢查,廠家認(rèn)為溫升原因?yàn)殇N子接觸不好,已對(duì)外殼放電,銷子上已有黑色斑痕,如圖2所示。
變壓器廠家處理完畢后 ,5月15日 ,應(yīng)該部的要求 ,檢測(cè)單位進(jìn)行了該部位的復(fù)測(cè) ,發(fā)熱部位已恢復(fù)正常,如圖3所示
應(yīng)用效果根據(jù)常規(guī)一年一次的檢測(cè)要求 ,檢測(cè)單位對(duì)設(shè)備展開檢測(cè)。檢測(cè)人員在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)了溫升異常嚴(yán)重缺陷。4#主變?cè)谠摬抗╇娭袑訇P(guān)鍵設(shè)備, 檢測(cè)單位立即向該部的電氣車間管理人員匯報(bào),并提出了加強(qiáng)監(jiān)測(cè)的建議。
設(shè)備用戶依據(jù)建議,聯(lián)系變壓器廠家解決了現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題 ,并向檢測(cè)單位進(jìn)行了反饋。檢測(cè)單位進(jìn)行復(fù)測(cè),確認(rèn)隱患排除,實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)管理,保障了設(shè)備安全運(yùn)行。
2案例二：某作業(yè)部110kV變電站5#主變紅外檢測(cè)
2014年4月15日,某作業(yè)部110kV變電站5#主變110kV側(cè)C相套管上卡子溫度較高,如圖4所示,最高為87.2°C ,A、B相相同位置溫度分別為19.5°C、18.6°C ,電流均為180A。
數(shù)據(jù)采集紅外圖像如圖4所示 (標(biāo)記部位為發(fā)熱部位)。
分析方法利用表面溫度判斷法、同類比較判斷法和相對(duì)溫差判斷法, 經(jīng)三相對(duì)比及考慮三相電流很平衡的情況 , 確認(rèn)C相高壓套管存在接線松動(dòng)的隱患。
處理建議及缺陷排除反饋
建議車間立即停變壓器處理該隱患。
車間于 4 月17 日晚上申請(qǐng)停電檢查變壓器。經(jīng)檢查 , 發(fā)現(xiàn) C 相高壓套管“佛手”處松動(dòng), 同時(shí)還存在 C 相高壓套管“將軍帽”引線虛的重大缺陷。
應(yīng)用效果
根據(jù)常規(guī)一年一次的檢測(cè)要求,檢測(cè)單位對(duì)設(shè)備展開檢測(cè)。檢測(cè)人員在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)了溫升異常嚴(yán)重缺陷。#5主變?cè)谠摬抗╇娭袑訇P(guān)鍵設(shè)備,檢測(cè)單位立即向該部的電氣車間管理人員匯報(bào),并提出了加強(qiáng)監(jiān)測(cè)的建議。
設(shè)備用戶依據(jù)建議,停電檢查變壓器,發(fā)現(xiàn)了C 相高壓套管“佛手”處松動(dòng), 同時(shí)還存在C 相高壓套管“將軍帽”引線虛的重大缺陷。檢測(cè)單位進(jìn)行復(fù)測(cè),確認(rèn)隱患排除 ,實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)管理,保障了設(shè)備安全運(yùn)行。
3案例三：某作業(yè)部110kv變電站＃6發(fā)電機(jī)出口刀閘紅外檢測(cè)
2016年3月22日,某部110kV變電站#6發(fā)電機(jī)出口刀閘06-2A相左側(cè)連接處溫度較高,最高為74.2°C,B、C相相同部位分別為39.1°C、32.4°C,A相為嚴(yán)重缺陷;B相右側(cè)連接處溫度較高,最高為74.5°C ,A、C相相同部位分別為 52.2°C、51.5°C ,B相為嚴(yán)重缺陷。電流均為3071A。
現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集紅外圖像如圖 6 所示 ( 標(biāo)記部位為發(fā)熱部位 )。
分析方法利用表面溫度判斷法、同類比較判斷法和相對(duì)溫差判斷法, 經(jīng)三相對(duì)比及考慮三相電流很平衡的情況, 判斷出口刀閘三相存在接觸不均的隱患。現(xiàn)場(chǎng)缺陷排除反饋建議車間立即停發(fā)電機(jī)處理該隱患。
4月30日車間申請(qǐng)停發(fā)電機(jī)處理該出口刀閘。技術(shù)人員調(diào)整了刀閘壓簧的松緊度 , 然后把機(jī)構(gòu)的每個(gè)部分抹上潤(rùn)滑脂, 最后把接觸部分再抹上導(dǎo)電膏。
5月19日,受該部委托, 在三相電流約為 3290A的負(fù)荷下, 檢測(cè)單位再次對(duì)該部位紅外檢測(cè), 如圖7所示, 發(fā)熱部位溫度正常, 隱患消除。
應(yīng)用效果根據(jù)常規(guī)一年一次的檢測(cè)要求,檢測(cè)單位對(duì)設(shè)備展開檢測(cè)。檢測(cè)人員在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)了溫升異常嚴(yán)重缺陷。
#6 發(fā)電機(jī)出口刀閘06-2是發(fā)電機(jī)對(duì)外發(fā)電的出口屬關(guān)鍵部位,檢測(cè)單位立即向該部的電氣車間管理人員匯報(bào),并提出了加強(qiáng)監(jiān)測(cè)的建議。
設(shè)備用戶依據(jù)建議,停電檢查刀閘,并調(diào)整了刀閘壓簧的松緊度使接觸面均勻。
檢測(cè)單位進(jìn)行復(fù)測(cè),確認(rèn)隱患排,實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)管理,保障了設(shè)備安全運(yùn)行。
四結(jié)論
紅外成像檢測(cè)是一種電氣設(shè)備發(fā)熱隱患檢測(cè)的有效方法。有效開展紅外成像檢測(cè), 提高檢測(cè)技術(shù)與管理水平, 能夠最大程度的減少過(guò)熱崩燒事故, 提高供電安全可靠性。
文中三個(gè)案例分析證明進(jìn)行電氣設(shè)備紅外檢測(cè)閉環(huán)管理是很必要的, 實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)單位利用紅外檢測(cè)手段對(duì)檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確分析和設(shè)備用戶及時(shí)排除隱患的有機(jī)結(jié)合。
檢測(cè)單位幫助設(shè)備用戶及時(shí)排除了隱患,避免了事故, 同時(shí)設(shè)備用戶的積極處理和反饋也為檢測(cè)單位積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
因此紅外檢測(cè)閉環(huán)管理是一個(gè)非常必要的過(guò)程管理,對(duì)電氣設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行意義重大, 希望引起設(shè)備管理部門和設(shè)備用戶的高度重視。
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